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《数字电子技术》教案

第2章逻辑门电路

课程章节第2章逻辑代数基础课时分配4

1.理解集成逻辑门电路的基础。

教学目标2.熟悉二极管、三极管的开关特性及其门电路。

3.熟悉TTL和CMOS各个系列产品的外部电气特性及主要参数。

1.集成逻辑门电路的基础

教学重点、2.分立元件门电路

难点3.TTL系列集成电路及主要参数

4.CMOS反相器

授课方式课堂讲授，板书

1.集成电路

2.分立元件门电路

教学内容

3.TTL逻辑门电路

4.CMOS逻辑门电路

2.1概述

2.1.1双极型集成电路

双极型集成电路由三极管组成的，如晶体管—晶体管逻辑电路（简

称TTL电路）及射极耦合逻辑电路（简称ECL电路）。TTL是应用最

早、技术比较成熟的集成电路，曾被广泛使用。ECL也是一种双极型

数字集成电路，其基本器件是差分对管，ECL电路主要应用于高速或

超高速数字系统或设备中。

2.1.2单极型集成电路

MOS逻辑门电路可以分为NMOS，PMOS和CMOS，其中CMOS

电路是占主导地位的逻辑器件。

教学过程

CMOS是数字逻辑电路的主流工艺技术，但CMOS技术却不宜

用在射频和模拟电路中。BiCMOS集成电路是一种兼具Bipolar（双极

性）工艺与CMOS工艺优势的电子器件，它具有双极工艺高跨导、强

负载驱动能力和CMOS器件高集成度、低功耗的优点，既可用于数字

集成电路，也可用于模拟集成电路。因此，BiCMOS技术主要用于高

性能集成电路的生产。

2.2分立元件门电路

什么是逻辑操作？

参考：有的电气设备在送电时，必须先送低压后送高压，送低压

是送高压的条件，这就是一种逻辑操作。

2.2.1二极管的开关特性

二极管的开关特性表现在正向导通与反向截止这样两种不同状

态之间的转换过程中。二极管从反向截止到正向导通与从正向导通到

反向截止相比所需的时间很短，一般可以忽略不计，如图2-1所示为

典型二极管的动态特性曲线。

图2-1典型二极管的动态特性曲线

由图2-1可知，在ttF时，将加在二极管上的电压转为反向，二极

管不是马上截止，而是需要经过以下几个过程。

（1）在tFt0内，正向电流减小。

（2）在t0t2内，反向电流先增大后减小，时间trr为反向恢复时

间。

（3）当反向电流由峰值i减小到其10%时，二极管截止。

max

如图2-2所示为典型二极管的静态特性曲线（又称伏安特性曲线）

及其开关电路。

（a）伏安特性曲线（b）开关电路

图2-2典型二极管的伏安特性曲线及其开关电路

由图2-2可知，二极管的静态特性是指二极管在导通和截止两种

稳定状态下的特性。